Устройство для измерения диаграммы направленности антенны

 

Использование: измерение диаграммы направленности антенн в безэховых камерах (БЭК). Сущность изобретения: измерительная установка состоит из вспомо 2- . гательной антенны 2, подключенной к генератору 1, поворотного стенда 4 для установки исследуемой антенны 3, приемника 7, к которому подключены последовательно соединенные интегратор 8, блок выборки и хранения 9, блок 10 сдвига уровня и индикатор 11, помещена в БЭК 13, внутренняя поверхность покрыта радиопоглощающим материалом 14 и имеет сложный переменный профиль глубиной не менее А/4. БЭК 13 установлены на блоке вращения 15. При вращении БЭК относительно измерительной установки на выходе приемника 7 за счет произвольно структурированной внутренней поверхности БЭК будет случайный сигнал, усреднение которого дает искомый результат. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,; Я, 1810842 А1

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

J (ГОСПАТЕНТ СССР) У/, -pI/ ф / ., " Афти%

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " :: —::::,, :::"! /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (я)л G 01 R 29/10

1 (21) 4920403/09. (22) 19.03.91 (46) 23.04.93. Бюл, N 15 (71) Казанский авиационный институт им, А.Н.Туполева (72) А.Г.Баширова, Е.M.Ãîëîâèí, С.Е,Колин и Д,В.Лавров (56) Мицмахер М.Ю., Торгованов В. Безэхо. вые камеры СВЧ. — М,: Радио и связь, 1982, с. 12.

СЛ.Bennet, Electromagnetic. scattering. — N.Y. Academic Ргесс, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛ Е Н НОСТИ АНТЕНН Ы (57) Использование: измерение диаграммы направленности антенн.в безэховых камерах (БЭК). Сущность изобретения: измерительная установка состоит из вспомогательной антенны 2, подключенной к генератору 1, поворотного стенда 4 для установки исследуемой антенны 3, приемника?, к которому подключены последовательно соединенные интегратор 8, блок выборки и хранения 9, блок 10 сдвига уровня и индикатор 11, помещена в БЭК 13, внутренняя поверхность покрыта радиопоглощающим материалом 14 и имеет сложный переменный профиль глубиной не менее А/4. БЭК 13 установлены на блоке. вращения 15. При вращении БЭК относительно измерительной установки на выходе приемника 7 за счет произвольно структурированной внутренней поверхности БЭК будет случайный сигнал, усреднение которого дает искомый результат. 2 ил.

1810842

Изобретение огносится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения диаграммы направленности (ДН), Целью изобретения является повышение точности измерения, На фиг,.1 представлена структурная схема измерительной установки для снятия диаграммы направленности; на фиг.2— потенциограмма, поясняющая принцип работы.

Устройство состоит из генератора 1, . подключенного к вспомогательной антенне

2, исследуемой антенны 3, установленной на поворотном стенде 4, контрольной антенны 4, подключенной к первому входу сумматора 6, к другому входу которого подключена антенна 3.

К сумматору 6 последовательно подключены приемник 7, интегратор со сбросом 8, БВХ 9, блок сдвига уровня 10 и индикатор 11.

Генератор тактовых импульсов 12 подключен к управляющим входам интегратора со сбросом 8 и БВХ 9. Все устройство помещено в БЭК 13, внутренняя поверхность которой изготовлена из радиопоглощающего материала 14 произвольно сложно-переменного профиля. БЭК 13.установлена на блоке вращения 15.

Устройство работает следующим образом. Сигнал, вырабатываемый генератором

1, поступает во вспомогательную антенну 2 и излучается, создавая в идеальном случае пучок плоских электромагнитных волн, s поле которого и производятся измерения исследуемой антенны 3, установленной на поворотном стенде 4, необходимом для ее вращения и получения искомой угловой зависимости.

Сигнал с исследуемой антенны 3 через сумматор 6 поступает на приемник 7, а затем через интегратор со сбросом 8, БВХ 9 и блок сдвига уровня 10 на индикатор 11, где и регистрируется, С генератора тактовых импульсов 12 поступают импульсы сброса на интегратор со сбросом 8, а импульсы записи — на БВХ 9.

Очевидно, что при постоянном сигнале с выхода приемника 7, соответствующем некоему уровню ДН, усреднение в интеграторе со сбросом 8 и запоминание этого значения в БВХ 9 не внесет никаких изменений в значение ДН.

Поскольку на сумматор 6 поступает сигнал и с контрольной антенны 5, íà его выходе образуется сумма двух сигналов. Сигнал с контрольной антенны является вспомогательным (для сохранения в сумматоре понятия фазы сигнала). и после прохождения им

Незначительные флуктуации будут также и на выходе контрольной антенны 5. Для их минимизации антенну 5 делают остронаправленной. Уровень контрольного сигнала выбирают из условия: Ui > 0 помехи;

Приведем приближенные расчеты оценки коэффициента безэховости. Всю внутреннюю поверхность БЭК 13 можно разбить всех блоков необходимо его вычесть из общего суммарного сигнала, Это происходит в блоке сдвига уровня 10, который выполнен в виде суммирующего усилителя, где к общему сигналу добавляется постоянное отрицательное напряжение. Его конкретную величину устанавливают в зависимости от

КУ контрольной антенны 5 и других блоков.

На фиг.2 уровень сигнала с контрольной эн"0 тенны 5 представлен в виде Up, а уровень 0з соответствует сигналу с исследуемой антенны 3, обусловленному прямым прохождением сигнала от вспомогательной антенны 2.

Однако на самом деле исследуемая антенна 3 примет и сигналы, отраженные от стенок БЭК 13, что после соответствующего аддитивного сложения с учетом амплитуд и фаз приведет к некоторому смещению уровня Оз(на фиг.2 — 0з(0) — значение уровня ДН, измеренное без вращения БЭК 13), что и .воспринимается в известных устройствах как ошибка измерения, внесенная пэразитными отражениями.

При вращении БЭК 13 это смещение будет изменяться во времени, т.к. фаза и амплитуда отраженного сигнала с определенного направления зависит от длины пройденного пути и наклона элементарного участка РПМ 14 и при глубине текстурирова30 ния последнего не менееЛ/4 может быть как положительным, так и отрицательным относительно номинального значения полезного сигнала (06 на фиг,2), Ф

На выходе интегратора со сбросом 8 будет присутствовать монотонно нарастающее напряжение в течение времени Т, после чего оно будет сброшено до нуля, и процесс повторяется снова. Информационным является значение напряжения в конце отрезка

40.Т, Именно это напряжение и заносит БВХ9 в момент времени Т по сигналу с ГТИ 12.

Оно будет поддерживаться неизменным до следующего времени 2Т. На выходе

БВХ 9 будет ступенчатое напряжение, по45 стоянная составляющая которого пропор циональна измеряемому сигналу. Она индицируется в качестве измеряемой величины.

Чем больше время усреднения Т (угол поворота стенок БЭК), чем точнее будет измерение, 181084 2

Так, при значениях R -= ) м, в 20 и/сек.

Т-001 с,Л -8 мм, выигрыш получается порядка 20 дБ, Формула изобретения

5 Устройство для измерения диаграммы направленности антенны, включающее генератор. выход которого подключен к входу вспомогательной BHTGHkbl, приемник и индикатор, помещенные в безэховую камеру, 10 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, введены сумматор, первый вход которого является входом для подключения выхода исследуемой антенны. а второй вход подсоединен к выходу введен15 ной контрольной антенны, выход сумматора подключен к входу приемника, последовательно соединенные интегратор со сбросом, вход которого подключен к выходу приемника, блок выборки и хранения, блок

20 сдвига уровня, выход которого подключен к входу индикатора, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу интегратора сО сбросом и блока выборки и хранения, блок вращения безэхо25 вой камеры вокруг ее оси, причем радиопоглощающее покрытие внутренней поверхности безэховой камеры выполнено с переменным профилем глубиной не менее четверти длины волны. на независимые участки, излучающие отраженную энергию.

Это излучение создает некий сигнал ошибки в исследуемой антенне 3. При вращении стенок БЭК 13 этот сигнал будет меняться. Можно считать, что через промежутки времени ЛТ отсчеты этого сигнала будут независимыми. Известно, что линейное перемещение стенок БЭК 13 при этом должно лежать в пределах Л/4 < Л Х < Л.

За время Т БЭК 13 повернется на угол

Ap =m T, Длина соответствующей дуги

Л 1 = R вТ (R — радиус БЭК, в — частота вращения стенок БЭК).

Количество независимых отсчетов N

А. при ЛХ = —:

2 гввт

ЛХ Л

Иэ статистической радиотехники известно, что при суммировании N независимых отсчетов дисперсия уменьшается в К=

= 4Я раз, т.е. э

2ВвТ

u(a) и(п) Составитель А.Баширова

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор С.Патрушева

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1444 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5